本發(fā)明的實施例涉及半導體結構。

背景技術：

半導體圖像傳感器用于感測光?；パa金屬氧化物半導體(cmos)圖像傳感器(cis)和電荷耦合器件(ccd)傳感器在諸如相機、掃描儀、復印機等的多種應用中廣泛使用。這些器件利用襯底中的像素陣列(包括光電二極管和晶體管)，像素陣列可以吸收投射到襯底上的輻射并將感測的輻射轉化為電信號。

圖像傳感器的性能取決于例如它的量子效率和光學串擾。圖像傳感器的量子效率顯示圖像傳感器中的單位數(shù)量的入射光子生成的電子數(shù)。當入射到像素上的一些光子被另一個像素吸收時發(fā)生光學串擾。

因此，雖然圖像傳感器的現(xiàn)有的半導體結構和制造圖像傳感器的傳統(tǒng)方法通常已經(jīng)滿足于它們的預期目的，但是它們并非在各個方面都盡如人意。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種半導體結構，包括：襯底；輻射感測區(qū)域，位于所述襯底中，所述輻射感測區(qū)域包括多個輻射感測單元；溝槽，位于所述襯底中，分離所述輻射感測單元中的至少兩個，其中所述溝槽包括：位于所述溝槽的內(nèi)壁上方的襯墊；位于所述襯墊上方的摻氟硅酸鹽玻璃(fsg)層，其中所述摻氟硅酸鹽玻璃層包含至少2原子百分比的游離氟和從500至1300埃的厚度；位于所述摻氟硅酸鹽玻璃層上方的氧化物層；和位于所述氧化物層上方的反射材料。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種圖像傳感器，包括：襯底，包括前表面和后表面；輻射感測區(qū)域，靠近所述襯底的所述后表面，其中所述輻射感測區(qū)域包括多個輻射感測單元；多個溝槽隔離結構，靠近所述襯底的所述后表面，其中所述多個溝槽隔離結構的每個將所述輻射感測單元中的至少兩個分離并且包括：位于所述襯底的所述后表面上的溝槽；位于所述后表面和所述溝槽的內(nèi)壁上方的襯墊；位于所述襯墊上方的摻氟硅酸鹽玻璃(fsg)層，其中所述摻氟硅酸鹽玻璃層包括至少2原子百分比的游離氟；位于所述摻氟硅酸鹽玻璃層上的氧化物層；和位于所述溝槽中且位于所述氧化物層上方的反射材料；抗反射涂層，位于所述輻射感測區(qū)域上方；以及多個濾色器，位于所述抗反射涂層上方。

本發(fā)明的又一實施例提供了一種制造半導體結構的方法，包括：接收具有前表面和后表面的襯底；在所述襯底的所述后表面上形成溝槽；在所述溝槽的內(nèi)壁上方形成襯墊；通過使用包括含氟氣體分子的前體通過化學汽相沉積操作在所述襯墊上沉積摻氟硅酸鹽玻璃(fsg)層，其中所述摻氟硅酸鹽玻璃層包含至少2原子百分比的游離氟。

附圖說明

當結合附圖1至附圖17進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以最好地理解本發(fā)明的各個方面。應該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比率繪制。實際上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有一些像素的圖像傳感器的頂視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖像傳感器的溝槽隔離結構的方法的操作流程。

圖3至圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的在制造的各個階段的圖像傳感器的溝槽隔離結構的示意性局部截面圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括溝槽隔離結構的圖像傳感器的截面圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括溝槽隔離結構的圖像傳感器的截面圖。

圖11至圖12是包括展示fsg層的不同厚度的溝槽隔離結構的圖像傳感器的截面圖。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的圖像傳感器的溝槽隔離結構的sem圖像。

圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的fsg層和襯底之間的界面的tem圖像和edx分析結果。

圖15是示出傳統(tǒng)圖像傳感器和根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器的白像素分析結果的圖表。

圖16是示出傳統(tǒng)圖像傳感器和根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器的pl強度的圖。

圖17是示出傳統(tǒng)圖像傳感器和本發(fā)明的圖像傳感器中的白像素的數(shù)量的p圖表。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題不同特征的不同實施例或實例。以下描述組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸而形成的實施例，并且也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可以在各個實例中重復參考標號和/或字符。該重復是出于簡明和清楚的目的，而其本身并未指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在...下方”，“在...下面”，“下部”，“在...上面”，“上部”等空間關系術語以便描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系?？臻g關系術語旨在包括除了在圖中所描述的方向之外的使用或操作中的器件的不同方向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，并且本文使用的空間相對描述符可以同樣地作相應的解釋。

以下使用具體的語言公開附圖中所示出的實施例或示例。然而應該理解，這些實施例和示例不是用于限定。公開的實施例中的任何變化和改變，以及如本領域的普通技術人員通常能夠想到的，本發(fā)明公開的原理的任何進一步應用都是預期的。

此外，據(jù)了解可能僅簡要地描述器件的各個加工步驟和/或部件。此外，可以增加額外的加工步驟或部件，并且當仍然實施本權利要求時可以移去和/或改變一定的以下加工步驟或部件。因此，應該了解以下描述僅代表實例，并不用于表明需要一個或多個步驟或部件。

bsi圖像傳感器器件通常需要由入射輻射分類的多于兩種像素，形成用于像素陣列的重復單元。在傳統(tǒng)的bsi圖像傳感器器件中，較厚的硅襯底用于長和短波長的感測。通常，例如，紅外(ir)和紅光屬于長波長應用，并且綠色和藍色光屬于短波長應用。當然這些僅是實例并不旨在限制。此外，當像素的尺寸變得更小，它可以涉及相鄰像素之間的更多的串擾影響。結果，需要在相鄰像素之間形成背側溝槽隔離(bti)以解決上述問題。

在圖1中，示出了圖像傳感器100的頂視圖。圖像傳感器包括多個輻射感測區(qū)域110和120。每個輻射感測區(qū)域110和120具有設置成陣列的輻射感測單元111和121。在一些實施例中，輻射感測區(qū)域111和121在這里稱為像素。輻射感測像素111和121配置為分別接收向輻射感測像素111和121投射的輻射并且將輻射轉化為電信號。在一些實施例中，輻射感測像素111和121與互補金屬氧化物半導體(cmos)集成，并且圖像傳感器100是cmos圖像感測器(cis)。在一些實施例中，輻射感測像素111和121是電荷耦合器件(ccd)圖像傳感器。

圖像傳感器100包括半導體襯底和在襯底上的多個輻射感測像素111和121。在一些實施例中，輻射感測像素111和121是單色像素。在一些其他的實施例中，輻射感測像素111和121是布置為檢測來自入射光的不同波長(顏色)的彩色像素。例如，使用藍色(b)、綠色(g)、紅色(r)像素。在一些實施例中，在輻射感測區(qū)域110中的輻射感測像素111是紅色像素并且在輻射感測區(qū)域120中的輻射感測像素121是藍色像素。在一些其他的實施例中，在一個輻射感測區(qū)域110或120中的一些輻射感測像素是紅色像素并且在相同的輻射感測區(qū)域中的余下的輻射感測像素是藍色像素。在進一步的實施例中可使用其他顏色布置。

在一些實施例中，圖像傳感器100包括黑電平基準像素(未示出)。黑電平基準與輻射感測像素111和121類似并且設置成至輻射感測像素111和121有距離，除了提供光掩蔽以防止黑電平基準像素接收輻射之外。在這樣的實施例中，黑電平基準作為參考以校準圖像傳感器100和/或更改從輻射感測像素111和121輸出的圖像數(shù)據(jù)。

圖2示出了用于制造半導體結構的操作流程。在本發(fā)明的一些實施例中，圖2中的操作流程用于形成圖1中示出的圖像傳感器100。在操作401中，接收襯底200。在操作402中，然后在襯底200中形成溝槽210。操作403在溝槽210上方形成襯墊211。然后，在操作404中，摻氟硅酸鹽玻璃(fsg)層212沉積在襯墊211上方。在操作405中，氧化物層213形成在fsg層212上方。最后，操作406在氧化物層213上方形成反射材料214并且本發(fā)明的半導體結構完成。

圖3至圖8示出了在制造的各個階段的圖像傳感器的半導體結構的示意性截面圖。下面將參考圖2中示出的操作流程提供這些圖的描述。

現(xiàn)參考圖3，通過操作402在襯底200中形成溝槽。為了簡單的目的，只在圖3中示出一個溝槽210。襯底200包括前表面201和后表面202。提供圖案化的硬掩模層220以覆蓋襯底200的后表面202而使后表面202的部分暴露。圖案化的硬掩模層220在用于形成溝槽210的蝕刻操作期間用作保護掩模。通過圖案化的硬掩模層220的布置，陣列的輻射感測像素111和121的位置可以初步確定。用于形成溝槽210的可能方法例如是干蝕刻操作。在制造溝槽210之后，去除如圖3中示出的硬掩模層220。

溝槽可以具有接近矩形的形狀、梯形形狀、細長的橢圓形形狀或其他合適的形狀。在一些實施例中，溝槽具有在從約0.5μm至約3μm范圍內(nèi)的深度，在從約0.15μm至約0.3μm范圍內(nèi)的寬度和在從約1.5至約20的范圍內(nèi)的高寬比。溝槽210用作深溝槽隔離結構，用于分離至少兩個輻射感測單元并且避免由兩個相鄰的輻射感測單元之間的光學串擾或漏電流引起的白色像素。

圖4示出了包括在操作403中形成的溝槽210的內(nèi)壁上方的襯墊211的半導體結構的截面圖。襯墊211由高k介電材料制成。高k介電材料例如可以是hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfsio4、zro2、zrsio2、稀土氧化物或它們的任意組合。在一些實施例中，襯墊211包括每個由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfsio4、zro2、zrsio2、稀土氧化物或它們的任意組合構成的多個高k介電層。原子層沉積(ald)或其他合適的方法可以用于制造襯墊211以便可以獲得在溝道210的內(nèi)壁上方的襯底211的均勻的厚度。

圖5示出了包括在操作404中形成的襯墊211上方的摻氟硅酸鹽玻璃(fsg)層212的半導體結構的截面圖。fsg層212包括至少2原子百分比游離氟(游離f％)并且具有約500埃至約1300埃的均勻厚度。游離氟代表非鍵合的氟原子，其比鍵合的氟原子需要更少的能量用于在fsg層中擴散或從fsg層擴散到襯墊211和襯底200。fsg層可以通過等離子體增強化學汽相沉積(pecvd)或其他合適的方法形成。例如，當在操作404中使用pecvd時，可以提供包括sif4和sih4的前體和具有從約100w至約150w的功率的rf等離子體用于沉積fsg層212。在一些實施例中，fsg層212形成在襯墊211上方以便fsg層212不接觸溝道210的內(nèi)壁并且具有在溝槽210的底部和在溝槽210的開口附近的基本上相同的厚度。即，襯墊211將溝道210的內(nèi)壁與fsg層212分離，并且fsg層212在具有高的高寬比的深溝槽中具有均勻的厚度。

在圖6中，氧化物層213形成在fsg層212上方。在一些實施例中，通過在fsg層212上方沉積氧化硅形成氧化物層213。在一些實施例中，通過超低的沉積速率形成氧化物層213。

圖7和圖8示出在操作406中在氧化物層213上方形成的反射材料214。在圖7中，反射材料214沉積在氧化物層213上方并且填充溝槽210。然后，去除在襯底200的后表面202上的多余的反射材料214直到暴露氧化物層213，如在圖8中示出。通過例如化學機械拋光操作實施減薄操作。在一些實施例中，反射材料214由鎢、鋁、銅或它們的任意組合構成。反射材料214作為朝向反射材料214投射的輻射的反射器。結果，防止從反射材料214的一側朝向反射材料214投射的輻射進入反射材料214的另一側。

通過圖2的操作流程制造的本發(fā)明的半導體結構在圖3至圖8和上面的描述中公開。然而，應該理解這樣的公開僅代表實例并且不旨在限定。例如，在一些其他的實施例中，在操作406中的氧化物層213上方的反射材料214的制造之前，在溝槽210中沉積阻擋層(未示出)以將反射材料214與氧化物層213分離。例如，阻擋層可以是氮化鈦。

在一些實施例中，本發(fā)明的襯墊211是帶負電荷的。因此，在輻射感測單元231和232中產(chǎn)生的電載流子可以從溝槽211的襯墊211排斥并且能夠避免上面提及的串擾的發(fā)生。此外，fsg層212帶正電荷。選擇feg層212是由于它承受的正電荷的量沒有達到抵消襯墊211的負電荷的程度。

在一些實施例中，本發(fā)明的襯墊211將溝槽210的內(nèi)壁以fsg層212不接觸溝槽210的內(nèi)壁的方式與fsg層212分離。因此，在鄰近溝槽210的輻射感測單元231和232中產(chǎn)生的電荷不受fsg層212的正電荷的直接影響并且襯墊211的負電荷可以有效地防止電載流子泄漏至鄰近的輻射感測單元。在一些其他的優(yōu)選的實施例中，fsg層212以氧化物層213不接觸襯墊211的方式將襯墊211與氧化物層213分離。由于由例如氧化硅形成的氧化物層213包含比fgs層212更高的正電荷的濃度，將氧化物層213與襯墊211分離可以保持較高的排斥力以防止電載流子泄漏至鄰近的輻射感測單元。

圖9和圖10示出了包括圖8所公開的半導體結構的本發(fā)明的圖像傳感器。圖9示出了包括在襯底200的輻射感測像素中形成的輻射感測單元231和232和在氧化物層213和反射材料214上方形成的覆蓋層215的圖像傳感器。

覆蓋層215可以是與氧化物層213相同的氧化物。在一些實施例中，覆蓋層215由與氧化物層213的材料不同的材料形成。在氧化物層213和反射材料214上方沉積覆蓋層215之后，減薄覆蓋層215至位于襯底200的后表面202之上的約1200埃至1800埃的適當?shù)母叨?。輻射感測單元231和232形成在襯底200的輻射感測像素中。為簡便，在圖9中僅示出兩個輻射感測單元231和232。

兩個輻射感測單元231和232鄰近溝槽210布置并且通過溝槽210彼此分離。溝槽210作為用于圖像傳感器的深溝槽隔離結構以防止在一個輻射感測單元中產(chǎn)生的電流泄漏至鄰近的輻射感測單元(稱為泄漏電流)。因此，輻射感測單元231和232布置為具有比溝槽210更小的深度以便它們能夠被溝槽210有效地分離。通過從后表面202對襯底200實施離子注入操作形成輻射感測單元231和232。離子注入操作用具有與襯底200相反的摻雜極性的摻雜劑注入襯底200。例如，在襯底35是p型襯底的一些實施例中，輻射檢測器件160-161摻雜為具有n型摻雜劑。

在圖9中示出的實施例中，鄰近襯底200的后表面202或在襯底200的后表面202附近形成輻射感測單元231和232。在可選的實施例中，取決于設計需要和制造要求，可以更遠離襯底200的后表面202形成輻射感測單元231和232?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)用于制造這些輻射感測單元231和232的注入操作的注入能量水平調(diào)整輻射感測單元231和232的位置或地點。例如，可以施加更高的注入能量水平以獲得具有更大深度的輻射感測單元231和232。

輻射感測單元231和232可操作為感測或檢測通過襯底200的后表面202朝向輻射感測單元231和232投射的輻射。輻射感測單元231和232可能能夠感測或檢測具有特定波長的輻射，這可以對應于不同顏色的光。在實施例中，輻射感測單元231和232包括光電二極管。在其他實施例中，輻射感測單元231和232可以包括其他類型的光電二極管、光電門、復位晶體管、源極跟隨器晶體管或轉移晶體管。為了簡單的目的，未示出輻射感測單元231和232的結構細節(jié)。

圖10示出了圖9的圖像感測器進一步提供有在覆蓋層215上方的抗反射層241和242和濾色器251和252。雖然在圖11中示出的抗反射層241和242和濾色器251和252僅布置在在輻射感測單元231和232之上的覆蓋層215的部分上方，可以以其他合適的配置形成抗反射層和濾色器。例如，可以在整個覆蓋層215上方形成抗反射層和/或濾色器。

圖11和圖12示出了包括本發(fā)明的半導體結構的圖像傳感器的兩個實施例。圖11是具有在從約500至約1300埃的范圍內(nèi)的厚度t13的fsg層212(請參見圖13中的一個實施例的sem圖像)。圖12是具有基本上大于1300埃的厚度的fsg層212'的示意圖。圖11和圖12中的其他元件相同并且因此用相同的數(shù)字表示。在圖11的fsg層212的實施例中，覆蓋層215具有在襯底200的后表面202之上的高度h1并且反射材料具有寬度w1。在圖12的fsg層212'的實施例中，覆蓋層215具有在后表面202之上的高度h2并且反射材料具有寬度w2。由于fsg層212和fsg層212'之間的厚度的不同，h1小于h2并且w1大于w2。結果，雖然以特定的入射角投射至濾色器252的拐角的光束l被圖11中的反射材料214反射回來，投射至濾色器252的相同拐角的具有相同的入射角的光速l'在圖12中的反射材料214上方經(jīng)過。也就是說，具有更大厚度，例如，比1300埃更大的厚度的fsg層212'導致覆蓋層215的更大的高度和反射材料214的更小的寬度，使得朝向輻射感測單元232投射的一些光束被鄰近的輻射感測單元231接收。在這方面，在光學黑暗環(huán)境中放置的輻射感測單元231檢測光束并且變成在圖像傳感器中不期望的所謂的“白像素”。

眾所周知，深溝槽的表面上的缺陷或懸空鍵可以是物理缺陷或電缺陷，并且可以捕獲諸如電子的載流子。捕獲的載流子可能產(chǎn)生泄漏電流。泄漏電流對于圖像傳感器是有問題的。例如，放置在光學黑暗環(huán)境中的輻射感測單元可以在其不應該時終止“感測”光。在這種情況下，泄漏電流可以被稱為“暗電流”，并且包含輻射感測單元的像素可以變成所謂的“白像素”。暗電流和白像素是電串擾的形式，其降低圖像傳感器的性能，并且因此是不期望的。

通過包括本發(fā)明的fsg層212的半導體結構，上述缺陷或懸空鍵可以通過fsg層212中的游離氟原子而恢復。結果，可以大大減少白像素。下面提供表1以顯示實例1和2中fsg層的游離氟原子的濃度。實例1的fsg層通過在常規(guī)功率(例如大于150w)下的pecvd操作形成，而實例2的fsg層通過在較低功率(例如小于150w)下的pecvd操作形成。在上述pecvd操作中使用的前體包括sif4或sih4。在實例1中，通過xrf測量的氟原子(鍵合和游離氟原子)的濃度為6.43原子百分比，通過ftir測量的氟原子(鍵合的氟原子)的濃度為4.873原子百分比。因此，當使用例如225w的常規(guī)rf功率沉積時，實例1的游離f％為1.557原子百分比。在實例2中，通過xrf測量的氟原子(鍵合和游離氟原子)的濃度為6.347原子百分比，通過ftir測量的氟原子(鍵合的氟原子)的濃度為3.99原子百分比。因此，當使用例如112.5w的較低rf功率沉積時，實例1的游離f％為2.357原子百分比。

fsg層212中的游離氟原子可以擴散到襯墊211和襯底200或輻射感測單元231和232，以通過形成牢固的si-f鍵、hf-f鍵或其他氟化鍵恢復氧缺陷和懸空鍵。通過fsg層中的游離氟原子，可以消除界面和輻射感測單元處的缺陷，并且從而可以有效地減少相鄰的輻射感測單元之間的串擾和白像素。在一些實施例中，襯墊211具有這樣薄的厚度，使得游離氟原子可以通過襯墊211擴散到襯底200和襯墊211之間的界面，以中和缺陷和懸空鍵。例如，襯墊211可以具有從大約到大約的厚度。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在fsg層212和si襯底之間的界面處進行的tem圖像和edx分析結果。如edx結果所示，游離氟原子出現(xiàn)在距襯底和fsg層之間的界面約100埃的距離處的si襯底中。這表明fsg層212中的游離氟原子以約100埃的距離擴散到襯底中。因此，到達界面和離襯底中界面約100埃的游離氟原子可起到恢復在這些區(qū)域中出現(xiàn)的懸空鍵和缺陷的作用。

圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的包括fsg層的圖像傳感器d與其他圖像傳感器a至c之間的測量的白像素(wp)濃度的比較圖。在所有圖像傳感器中，輻射感測單元通過深溝槽隔離結構(dti)彼此分離。在圖像傳感器a中，襯墊直接由超低速沉積氧化硅層(ulrpo)覆蓋。在圖像傳感器b中，襯墊直接被低功率等離子體沉積的tin層覆蓋。在圖像傳感器c中，襯墊被以低sih4流速沉積的氧化硅層覆蓋。在圖像傳感器d中，襯墊由根據(jù)本發(fā)明的通過低功率pecvd操作沉積的fsg層覆蓋。該圖表顯示，由于fsg層中的游離氟原子的優(yōu)點，在圖像傳感器d中，wp濃度由根據(jù)本發(fā)明的fsg層顯著降低。

圖16示出了如圖15所示的圖像傳感器a、c和d的pl強度的測量。在圖16中，a1和a2表示圖像傳感器a的兩個樣本，c1和c2表示圖像傳感器c的兩個樣本，d1表示圖15的圖像傳感器d的樣本。pl強度顯示了在吸收輻射之后由樣品發(fā)射的輻射的濃度。作為樣品d1的較高pl強度意味著具有較少缺陷的結構，其可以捕獲要被樣品吸收或發(fā)射的輻射。相比之下，樣品a1、a2、c1和c2具有帶有更多缺陷的結構。因此，證明具有本發(fā)明的半導體結構(深溝槽隔離結構)的圖像傳感器具有通過fsg層中的游離氟原子減少圖像傳感器中的缺陷的優(yōu)點。

圖17示出了通過不同的操作p10、p50、p90和p95制備的每個不同圖像傳感器e和f中的白像素的p圖表數(shù)量。在圖像傳感器e和f中，輻射感測單元通過深溝槽隔離結構彼此分離。在圖像傳感器e中，襯墊由ulrpo層覆蓋。在圖像傳感器f中，襯墊由根據(jù)本發(fā)明的通過低功率pecvd操作制備的fsg層覆蓋。用不同操作制造的圖像傳感器e表現(xiàn)出從約350至約900ppm的wp濃度的廣分布。相比之下，由操作p10、p50、p90和p95制造的圖像傳感器f顯示從約270到約350ppm的wp濃度的窄得多的分布。因此，圖17中的p圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的包括具有fsg層的半導體結構的圖像傳感器在圖像傳感器的不同制造操作下具有更穩(wěn)定的質(zhì)量。也就是說，通過本發(fā)明的具有fsg層的隔離結構，可以實現(xiàn)在不同制造操作下保持圖像傳感器的高質(zhì)量的優(yōu)點。

基于上述，本發(fā)明提供一種半導體結構，其包括用于分隔鄰近的輻射感測單元的溝槽210。溝槽210包括襯墊211、fsg層212、氧化物層213和反射材料214。通過本發(fā)明的這種結構，圖像傳感器中的缺陷和懸空鍵可以顯著減少，在輻射感測單元中產(chǎn)生的電載流子可以被限制在輻射感測單元中，朝向一個輻射感測單元投射的輻射可以有效地反射回輻射感測單元，并且即使在不同的制造操作下也可以保持圖像傳感器的質(zhì)量。

本發(fā)明的一些實施例提供一種半導體結構，包括：襯底、在襯底中的輻射感測區(qū)域以及襯底中的溝槽，其包括在溝槽的內(nèi)壁上方的襯墊、在襯墊上方的fsg層以及在氧化物層上方的反射材料。半導體結構的輻射感測區(qū)域包括多個輻射感測單元。半導體結構的溝槽分離至少兩個輻射感測單元。輻射感測單元中的至少兩個的fsg層包括至少2原子百分比的游離氟和約500至約1300埃的厚度。

在上述半導體結構中，其中，所述溝槽包括從0.15μm至0.3μm的寬度。

在上述半導體結構中，其中，所述溝槽的高寬比在從1.5到10的范圍內(nèi)。

在上述半導體結構中，其中，所述反射材料是包括鎢、鋁、銅或它們的任意組合的導電材料。

在上述半導體結構中，其中，所述襯墊是由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2和稀土氧化物的至少一種組成的高k介電層。

在上述半導體結構中，其中，所述襯墊是由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2和稀土氧化物的至少一種組成的高k介電層，所述襯墊包括從至的厚度。

在上述半導體結構中，其中，所述襯墊是由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2和稀土氧化物的至少一種組成的高k介電層，所述襯墊包括從至的厚度，所述摻氟硅酸鹽玻璃層將所述襯墊與所述氧化物層分離。

本發(fā)明的一些實施例提供了一種圖像傳感器，包括：具有前表面和后表面的襯底、靠近襯底的后表面的輻射感測區(qū)域以及靠近襯底的后表面的多個溝槽隔離結構。輻射感測區(qū)域包括多個輻射感測單元。圖像傳感器的每個溝槽隔離結構分離至少兩個輻射感測單元，并且包括在襯底的后表面上的溝槽，該溝槽包括：在溝槽的后表面和內(nèi)壁上方的襯墊、在襯墊上方的fsg層、在fsg層上方的氧化物層、以及溝槽中和氧化物層上方的反射材料。fsg層包括至少2原子百分比的游離氟。

在上述圖像傳感器中，其中，所述摻氟硅酸鹽玻璃層具有在從500埃至1300埃的范圍內(nèi)的厚度。

在上述圖像傳感器中，其中，所述摻氟硅酸鹽玻璃層將所述襯墊與所述氧化物層分離。

在上述圖像傳感器中，其中，所述襯墊是由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2和稀土氧化物的至少一種組成的高k介電層。

在上述圖像傳感器中，其中，所述襯墊是由hfo2、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2和稀土氧化物的至少一種組成的高k介電層，所述襯墊包括從至的厚度。

在上述圖像傳感器中，其中，所述溝槽包括從1μm至3μm的深度。

在上述圖像傳感器中，其中，所述多個溝槽隔離結構中的每一個包括位于所述反射材料和所述氧化物層上方的覆蓋層，所述覆蓋層在所述后表面上方的高度為1200埃至1800埃。

本發(fā)明的一些實施例提供一種制造半導體結構的方法，包括：接收具有前表面和后表面的襯底，在襯底的后表面上形成溝槽，在溝槽的內(nèi)壁上方形成襯墊，通過化學汽相沉積操作在襯墊上沉積fsg層，在fsg層上形成氧化物層以及在氧化物層上形成反射材料。沉積fsg層的操作使用包括含氟氣體分子的前體并使用約100w至約150w的rf功率來實施。fsg層(212)包括至少2原子百分比的游離氟。

在上述方法中，其中，形成所述襯墊包括至少沉積由氧化鉿(hfo2)、al2o3、tio2、hfzro、ta2o3、ta2o5、hfso4、zro2、zrsio2的至少一種組成的高k介電層。

在上述方法中，其中，所述摻氟硅酸鹽玻璃層具有從500埃至1300埃的厚度。

在上述方法中，其中，用作所述前體的氣體分子是sif4。

在上述方法中，其中，通過所述化學汽相沉積操作沉積所述摻氟硅酸鹽玻璃層包括使用100w至150w的rf功率。

在上述方法中，其中，在所述襯底的所述后表面上形成所述溝槽包括形成具有比由所述溝槽分離的兩個鄰近的輻射感測單元的深度更大的深度的溝槽。

上述內(nèi)容概括了幾個實施例的特征使得本領域技術人員可更好地理解本發(fā)明的各個方面。本領域的那些普通技術人員應當理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為設計或修改其他方法和結構的基礎，以執(zhí)行相同的目的和/或實現(xiàn)本文所引入的實施例的相同優(yōu)點。本領域技術人員也應該意識到，這種等同構造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。